核移植，又称体细胞核移植，是一种将体细胞的细胞核移入去核卵母细胞中的技术。这一技术的关键在于确保移植后的细胞核能够在卵母细胞内重新编程，恢复全能性，并引导后续的胚胎发育。自1996年克隆羊“多莉”诞生以来，核移植技术便引起了全球范围内的关注与研究热潮。纺锤体是卵母细胞在减数分裂过程中形成的关键结构，负责精确分离染色体，确保遗传信息的正确传递。然而，纺锤体对外部环境极为敏感，容易受到冷冻过程中温度波动、渗透压变化及冷冻保护剂毒性等因素的影响而发生损伤。因此，纺锤体卵冷冻技术的成功与否，直接关系到核移植后胚胎的发育潜力和质量。纺锤体微管网络的复杂性保证了染色体分离的准确性。北京成熟卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器
染色体
当细胞从间期进入有丝分裂期，间期细胞微管网络解聚为游离的αβ-微管蛋白二聚体，再重组成纺锤体，介导染色体的运动；分裂末期纺锤体微管解聚，又重组形成细胞质微管网络。
可分为：动粒微管：连接染色体动粒于两极的微管。
极间微管：从两极发出，在纺锤体中部赤道区相互交错的微管。
星体微管：中心体周围呈辐射分布的微管。
染色体的运动依赖纺锤体微管的组装和去组装。在这一过程中动粒微管与动粒之间的滑动主要是依靠结合在动粒部位的驱动蛋白和动力蛋白沿微管的运动来完成。极微管在纺锤体中部交错，有些分布在极微管之间特殊的双极马达蛋白，其中2个马达蛋白沿一条微管运动，另2个马达结构域沿另一条微管运动。由于2条微管分别来自二极，故极性相反。当双极驱动蛋白四聚体沿微管向正极运动时，纺锤体二极间距离延长。反之纺锤体距离缩短。 香港非侵入式成像纺锤体Hoechst染料纺锤体微管网络的形成和维持需要消耗大量能量。
纺锤体生成
在含中心体的细胞中，纺锤体的生成开始于细胞分裂前初期 - 即在细胞核膜分解(Nuclear Envelope Breakdown, NEB)之前。初期的结构为两个**的以中心体为核的星状体(asters)。当细胞核膜分解后，染色体和星状体发生一系列复杂的互动反应。**终结果为所有的染色体在纺锤体的**(赤道板,)排列整齐，每两条染色体有一个着丝点，每一个着丝点被一束极性相同的微管（通常称为纺锤丝）附着。此时细胞处于分裂中期，纺锤体生成完毕。实验证明，中心体在这个过程中的作用不是必需的。动物细胞在中心体被激光捣毁后仍旧能够筑构纺锤体，但其位置通常不在细胞的大致几何中心，其后的胞质分裂也会受严重影响。纺锤体 [1]
在不含中心体的细胞中，纺锤体的生成是由染色体本身主导的。此过程由一小分子量的GTP连接蛋白（Ran GTPase）控制。细胞核分解后，纺锤丝由染色体周围生成。其后这些纺锤丝会在动力分子与为微管动力的合作影响下自动排列为极性相反大致数目相同的两组。每组的极性相对于一组着丝点。同时在微管远端的动力蛋白 dynein 会将这些微管束集中到一点，形成纺锤极区(Spindle Polar Zone)。与此同时，染色体会自动在赤道板排列整齐。纺锤体生成完毕。
冷冻与解冻过程中涉及多个环节，包括温度控制、时间控制、冷冻保护剂的添加与去除等。这些环节中的任何一步操作不当都可能导致纺锤体损伤。因此，需要不断优化冷冻与解冻技术，以减少对纺锤体的不良影响。近年来，研究者们通过不断尝试和优化冷冻保护剂的配方，取得了进展。例如，甘油、二甲基亚砜（DMSO）等渗透性保护剂被用于哺乳动物卵母细胞的冷冻保存中，它们能够迅速降低细胞内水分含量，减少冰晶形成。同时，一些非渗透性保护剂如蔗糖、海藻糖等也被发现对纺锤体具有一定的保护作用。纺锤体的功能异常可能导致细胞分裂错误，引发遗传疾病。
尽管成熟卵母细胞纺锤体冷冻保存技术取得了进展，但仍面临一些挑战。首先，冷冻损伤仍然是制约其临床应用的主要问题之一。尽管玻璃化冷冻法能够在一定程度上减少冷冻损伤，但仍无法完全避免。其次，冷冻保存后的卵母细胞在体外受精和胚胎发育过程中的表现仍存在不确定性。这可能与冷冻过程中纺锤体和染色体的损伤有关，也可能与冷冻保护剂的残留毒性有关。此外，法律伦理问题也是卵母细胞冷冻保存技术面临的一大挑战。不同国家和地区对卵母细胞冷冻保存的法律和伦理规定各不相同，这在一定程度上限制了该技术的普及和应用。纺锤体微管网络的动态变化揭示了细胞分裂过程中分子层面的奥秘。香港非侵入式成像纺锤体Hoechst染料
纺锤体形成和功能的调控涉及多个信号通路。北京成熟卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器
随着科技的进步，冷冻与解冻技术也在不断创新。例如，玻璃化冷冻技术因其快速冷冻和解冻的特点，能够有效减少冷冻过程中的冰晶形成和渗透压变化对纺锤体的损伤。此外，一些研究者还尝试将微流控技术应用于卵母细胞的冷冻保存中，以实现更精确的温度控制和更均匀的冷冻保护剂分布。无损观察技术如偏光显微镜（Polscope）和冷冻电镜（Cryo-EM）等的应用为MI期纺锤体卵冷冻研究提供了新的视角。这些技术能够在不破坏卵母细胞活性的情况下实时观察纺锤体的形态和变化，从而更准确地评估冷冻保存的效果。北京成熟卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器
在有丝分裂中，纺锤体负责将姐妹染色单体分离并牵引至细胞两极，形成两个遗传物质完全相同的子细胞。而在减...
【详情】染色体非整倍性是指细胞中染色体数目异常，即染色体数目不是正常二倍体数目的整数倍。这种异常在多种疾病中...
【详情】构成纺锤体的是纺锤丝还是星射线人教版《生物·必修1·分子与细胞》第6章在讲述有丝分裂时，关于动物细胞...
【详情】在生殖医学领域，卵母细胞冷冻保存技术作为辅助生殖技术的重要组成部分，近年来取得了进展。尤其是针对成熟...
【详情】在纺锤体卵冷冻过程中，利用纺锤体实时成像技术可以实时监测纺锤体的变化。通过观察冷冻过程中纺锤体的形态...
【详情】秋水仙素为什么会使有丝分裂的细胞停滞于中期如果用秋水仙素处理有丝分裂的细胞，纺锤体会迅速消失，细胞停...
【详情】选择合适的冷冻保护剂是减少冷冻损伤的关键。然而，不同浓度的冷冻保护剂对MI期卵母细胞纺锤体的影响各异...
【详情】细胞生物学领域，纺锤体作为有丝分裂过程中的主要结构，发挥着至关重要的作用。它不仅确保了染色体的精确分...
【详情】卵母细胞的冷冻保存技术一直是研究的热点之一，特别是针对不同成熟阶段的卵母细胞，如MI期卵母细胞的冷冻...
【详情】哺乳动物卵母细胞的纺锤体由微管组成，这些微管结构精细且高度动态，对温度、渗透压和机械力等外界因素极为...
【详情】
